JP6741231B2 - 駆動装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
図1は、構成例1に係る排紙ローラ161aを駆動する駆動装置30の概略断面図である。図1に示すように駆動装置30は、正逆転可能な駆動源であるモータ1を備えており、このモータ1が側板31に取り付けられている。モータ1のモータギヤ1aには、アイドラギヤ2が噛み合っている。アイドラギヤ2は、側板31と側板32とに固定されたギヤ軸12に回転自在に支持されている。また、側板31に設けられた軸受31aと、側板32に設けられた軸受32aとによって、入力側回転軸である回転軸4が回転可能に支持されている。この回転軸4には、アイドラギヤ2と噛み合う外歯歯車3が平行ピン4aで固定されており、外歯歯車3と回転軸4とが一体で回転する。また、回転軸4の軸方向で外歯歯車3よりも排紙ローラ161a側には、電磁クラッチ5とプーリ6とが同軸上で、電磁クラッチ5が回転軸4に対して締結及び締結解除可能に、プーリ6が回転自在に支持されている。
電磁クラッチ5は、回転軸4に固定されたロータ部5cと、回転軸4に回転自在に設けられた電磁コイル部5d及び駆動連結部材5fとから構成されている。ロータ部5cは、回転軸4に固定された筒状の軸固定部5eを介して回転軸4に固定されており、回転軸4と一体的に回転するように構成されている。
一方、電磁コイル部5dは、前記軸固定部5eに対して回転可能に設けられており、回転軸4が回転しても電磁コイル部5dは回転しないように構成されている。これは、電磁コイル部5dには、画像形成装置本体から電気を供給するための電線5hが接続されているため、回転軸4と一体的に回転すると電線5hを切断することになるからである。
又、駆動連結部材5fも前記軸固定部5eに対して回転可能であって、かつ回転軸4の軸方向に移動可能に設けられている。駆動連結部材5fには、アーマチュア5bが設けられている。このアーマチュア5bは、電磁コイル部5dが通電状態の時(電磁クラッチ5がON時)は、磁力によりロータ部5cに吸着し、電磁コイル部5dが非通電状態の時(電磁クラッチ5がOFF時)は、ロータ部5cと離間するように構成されている。つまり、駆動連結部材5fは、ロータ部5cと回転軸に固定されたスラスト受け5gとの間で回転軸4の軸方向に移動可能に設けられている。又、駆動連結部材5fと軸固定部5eとの隙間は、電磁クラッチON時にアーマチュア5bがロータ部5c側へスライド移動して確実に吸着するように、後述するプーリ6と回転軸4との隙間に比べて大きく形成されている。
駆動連結部材5fは、プーリ6側に延びる少なくとも一対の駆動爪5aを備えている。そして、この駆動爪5aの先端は、プーリ6側に形成された少なくとも一対の駆動連結穴6aに嵌合している。一方、プーリ6は、回転軸4に対して回転するだけの最小限の隙間を有して回転可能に設けられているとともに、Eリング4eにより回転軸4の軸方向には移動が規制されている。また、図3に示すように駆動爪5aと駆動連結穴6aとの嵌合幅W1は、電磁クラッチON時のロータ部5cとアーマチュア5bの吸着による駆動連結部材5fのスライド移動量W2よりも大きくなっている。
従って、駆動連結部材5fとプーリ6は、駆動連結部材5fのスライド移動にかかわらず駆動爪5aと駆動連結穴6aの嵌合状態が維持された状態で回転軸4に対して一体的に回転できるように構成されている。
駆動爪5a及び駆動連結穴6aの形状の一例を図4に示す。図4に示すように駆動爪5aは、その全周において所定間隔lを有した状態で駆動連結穴6aに嵌合している。尚、図4では駆動爪5aと駆動連結穴6aが略相似形のものを示したが、これに限定されるものではない。要するに駆動爪5aと駆動連結穴6aが、駆動連結部材5fの回転軸4に対するガタツキを吸収でき、かつ駆動連結部材5fからプーリ6への駆動伝達が正常に行えるような間隔を有して嵌合されていれば良い。
又、図3では駆動爪5aと駆動連結穴6aをそれぞれ一対ずつ設ける場合を示したがこれに限定されるものではなく、それぞれを3つ以上設けても問題ない。好ましくは3の倍数の個数で駆動爪5aと駆動連結穴6aをそれぞれ設けると良い。
上述したように駆動連結部材5fは、電磁クラッチON時にアーマチュア5bが確実にロータ部5cに吸着するように軸固定部5eに対してある程度の隙間を有して設けられている。そのため、電磁クラッチがOFF時にタイミングベルト10等が駆動することにより駆動連結部材5fが回転すると、駆動連結部材5fと軸固定部材5eとの隙間の分だけ駆動連結部材5fは回転軸4に対して傾斜して回転することになる。その結果、そのまま回転を継続しているとタイミングベルト10がプーリとしての駆動連結部材5fから外れてしまい駆動伝達ができなくなるという不具合が生じるおそれがある。
又、駆動連結部材5fが駆動伝達ギヤの場合は、他の駆動伝達ギヤとの噛み合い状態が悪化することによる駆動伝達ギヤの歯の損傷、噛み合い騒音や噛み合い振動の発生という不具合が生じるおそれもある。
そのため、電磁クラッチがOFF時にタイミングベルト10によりプーリ6が回転し、駆動爪5a及び駆動連結穴6aの作用により駆動連結部材5fも回転軸4に対して回転する。その際に、駆動連結部材5fは上述のように回転軸4に対して傾斜して回転するが、プーリ6は、回転軸4に対して回転するだけの最小限の隙間を有して回転可能に設けられているため、回転軸4に対して傾斜して回転することはない。
その結果、従来の電磁クラッチで発生するおそれがあったタイミングベルトの脱落により駆動伝達の予期せぬ遮断や、駆動伝達ギヤの歯の損傷、噛み合い騒音や噛み合い振動の発生を抑制することができる。
図5は、構成例2に係る駆動装置30の概略断面図である。図5に示すように駆動装置30おいては、正逆転可能な駆動源であるモータ1が側板31に取り付けられている。モータ1のモータギヤ1aは、側板31と、これと対向する側板32とに固定された固定軸15に回転自在に支持されたアイドラギヤプーリ13の外歯歯車部13aと噛み合っている。排紙ローラ161aの回転軸9は、固定軸15に対して径方向にずれた位置に設けられており、側板32に設けられた軸受32bに回転自在に支持されている。回転軸9には、外歯歯車部13aと噛み合う外歯歯車14が回転自在に支持されており、この外歯歯車14と、回転軸9の軸端部に平行ピン9cで固定されたトルクリミッタ8とが、カップリング8aを介して係合している。また、回転軸9の外歯歯車14よりも排紙ローラ161a側には、プーリ18と電磁クラッチ5とが同軸上で、プーリ18が回転軸9に対して回転自在に、電磁クラッチ5が回転軸9に対して締結及び締結解除可能に支持されている。プーリ18と電磁クラッチ5とは、カップリング18aを介して係合しており一体で回転可能となっている。固定軸15に設けられたアイドラギヤプーリ13のプーリ部13bと、回転軸9に設けられたプーリ18とには、タイミングベルト17が架け渡されている。
図6は、構成例3に係る駆動装置30の概略断面図である。図6に示すように駆動装置30は、正逆転可能な駆動源であるモータ1が、側板31に取り付けられている。モータ1のモータギヤ1aは、側板31と、これと対向する側板32とに固定された固定軸20に、回転自在に支持されたアイドラギヤ21の内歯歯車部21aと噛み合っている。また、アイドラギヤ21は同心円状に外歯歯車部21bを備えており、この外歯歯車部21bと、回転軸22に平行ピン22aで固定された外歯歯車23とが噛み合っている。回転軸22は、側板31に設けられた軸受31aと、側板32に設けられた軸受32aとによって回転自在に支持されている。回転軸22の軸方向で排紙ローラ161aとは反対側の端部には、平行ピン22bで固定された外歯歯車24を同軸上で備えており、この外歯歯車24と、排紙ローラ161aの回転軸9に回転自在に支持された内歯歯車25とが噛み合っている。回転軸9は、側板32に設けられた軸受32bに回転自在に支持されている。回転軸9の軸方向で内歯歯車25と隣接する位置には、内歯歯車25と一体で回転可能な電磁クラッチ5が、回転軸9に対して締結及び締結解除可能に支持されている。回転軸9の軸方向で電磁クラッチ5よりも排紙ローラ161a側には、外歯歯車23と噛み合う外歯歯車28が回転自在に支持されている。この外歯歯車28は、回転軸9に平行ピン9dで固定されたトルクリミッタ8とカップリング8aを介して係合している。
(態様A)
モータ1などの駆動源から駆動力が入力される回転可能な回転軸4などの入力側回転部材と、排紙ローラ161aなどの被駆動体に駆動力を出力する回転可能な回転軸9などの出力側回転部材と、前記入力側回転部材から前記出力側回転部材に駆動力を伝達するための第一駆動伝達経路R1及び第二駆動伝達経路R2などの二系統の駆動伝達経路とを備えた駆動装置30などの駆動装置において、前記二系統の駆動伝達経路のうちの一方の駆動伝達経路に対して、駆動力を伝達する駆動伝達状態と、駆動力を遮断する駆動遮断状態とを切り替え可能な電磁クラッチ5などの駆動伝達切り替え手段と、前記一方の駆動伝達経路が前記駆動遮断状態のときに、前記二系統の駆動伝達経路のうちの他方の駆動伝達経路から前記出力側回転部材への駆動力の伝達を許容し、前記一方の駆動伝達経路が前記駆動伝達状態のときに前記他方の駆動伝達経路から前記出力側回転部材への駆動伝達を制限するトルクリミッタ8などの駆動伝達許容制限変更手段とを有する。
(態様A)においては、駆動伝達切り替え手段による前記一方の駆動伝達経路の駆動遮断状態と駆動伝達状態との切り替え動作に応じて、駆動伝達許容制限変更手段による前記他方の駆動伝達経路から出力側回転部材への駆動力の伝達の許容と制限とが変更される。これにより、前記一方の駆動伝達経路と前記他方の駆動伝達経路との変更を行うことができる。よって、一つの駆動伝達切り替え手段の切り替え動作に要する時間で、入力側回転部材から出力側回転部材への駆動伝達経路を、前記一方の駆動伝達経路と前記他方の駆動伝達経路とで変更し被駆動体の駆動切り替えを行うことが可能となる。したがって、前記二系統の駆動伝達経路それぞれに対応させて駆動伝達切り替え手段を二つ設ける場合よりも、被駆動体の駆動切り替えにかかる時間の短縮化を図ることができる。
(態様B)
(態様A)において、前記入力側回転部材は回転可能に支持された入力側回転軸であり、入力側回転軸上に前記駆動伝達切り替え手段を設けた。これによれば、上記実施形態について説明したように、入力側回転軸を別の駆動力に使用することが可能となる。
(態様C)
(態様A)において、前記出力側回転部材は回転可能に支持された出力側回転軸であり、前記駆動伝達切り替え手段と前記駆動伝達許容制限変更手段とを、出力側回転軸上に設けた。これによれば、上記実施形態について説明したように、駆動伝達切り替え手段と、駆動伝達許容制限変更手段とを一つの軸に取り付けることができるため、駆動伝達切り替え手段の交換性が良い。
(態様D)
(態様A)乃至(態様C)のいずれかにおいて、前記二系統の駆動伝達経路のうち、一方はタイミングベルト10などのベルト部材を用いて駆動伝達を行うように構成しており、他方は外歯歯車3及び外歯歯車7などの外歯歯車のみで駆動伝達を行うように構成した。これによれば、上記実施形態について説明したように、ベルト部材を用いた駆動伝達経路は、歯車を用いた場合に比べて、高速域での静音性に優れている。したがって、複数の駆動伝達経路の前記一方をベルト部材を用いて駆動伝達を行うように構成することで、歯車を用いる場合に比べて、静音化を図ることができる。また、外歯歯車は、ベルト部材に比べて耐久性が高い。したがって、複数の駆動伝達経路の前記他方を外歯歯車のみで駆動伝達を行うように構成することによって、その駆動伝達経路の耐久性を高めることができる。
(態様E)
(態様A)乃至(態様C)のいずれかにおいて、前記二系統の駆動伝達経路のうち、一方は内歯歯車25などの内歯歯車を用いて駆動伝達を行うように構成しており、他方は外歯歯車23及び外歯歯車28などの外歯歯車のみで駆動伝達を行うように構成した。これによれば、上記実施形態について説明したように、内歯歯車を用いることで、外歯歯車を用いた場合に比べて、噛み合い率を高めることができる。したがって、複数の駆動伝達経路の前記一方を内歯歯車を用いて駆動伝達を行うように構成することで、回転ムラや騒音、振動の発生を抑制することができる。また、外歯歯車は、内歯歯車に比べて耐久性が高い。したがって、複数の駆動伝達経路の前記他方を外歯歯車のみで駆動伝達を行うように構成することによって、その駆動伝達経路の耐久性を高めることができる。
(態様F)
(態様A)乃至(態様E)において、前記駆動伝達許容制限変更手段は、予め定められたトルク設定値以上のトルクを受けたときに駆動伝達を遮断するトルク制限手段であり、前記トルク設定値が、前記被駆動体の駆動トルクよりも高く、かつ、前記駆動伝達切り替え手段の伝達トルクよりも小さい。これによれば、上記実施形態について説明したように、駆動伝達切り替え手段からの駆動力によって被駆動体を駆動させることが可能となる。
(態様G)
(態様F)において、前記トルク制限手段として、前記トルク設定値以上のトルクを受けたときに空転するトルクリミッタを用いる。これによれば、簡単な構成で駆動の伝達と遮断とを変更することができる。
(態様H)
(態様A)乃至(態様G)において、前記二系統の駆動伝達経路のうち、駆動時間が短いまたは使用頻度が少ないほうの駆動伝達経路に、前記駆動伝達切り替え手段を設けた。これによれば、上記実施形態について説明したように、消費電力の低減や高耐久性を図ることができる。
(態様I)
(態様A)乃至(態様H)において、前記駆動伝達切り替え手段として電磁クラッチを用いることができる。
(態様J)
(態様I)において、前記電磁クラッチとプーリ6などのプーリとが別体で同じ軸に対して保持されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、プーリの取り付け精度が向上するため、被回転体の回転精度を向上させることができる。また、電磁クラッチの耐久性を向上させることができる。
(態様K)
(態様A)乃至(態様J)において、前記二系統の駆動伝達経路は、前記入力側回転部材と前記出力側回転部材との回転方向が同じになる駆動伝達経路と、前記入力側回転部材と前記出力側回転部材との回転方向が逆になる駆動伝達経路とである。これによれば、上記実施形態について説明したように、前記被駆動体の回転方向の駆動切り替え動作にかかる時間の短縮化を図ることができる。
(態様L)
画像を形成する画像形成手段と、被駆動体に駆動力を伝達させて駆動させる駆動手段とを備えた画像形成装置において、前記駆動手段として、(態様A)乃至(態様K)のいずれか一記載の駆動装置を用いた。これによれば、上記実施形態について説明したように、被駆動体の駆動切り替えにかかる時間の短縮化を図ることができる。
1a モータギヤ
2 アイドラギヤ
3 外歯歯車
4 回転軸
4a 平行ピン
5 電磁クラッチ
5a 駆動爪
5b アーマチュア
5c ロータ部
5d 電磁コイル部
5e 軸固定部
5f 駆動連結部材
6 プーリ
6a 駆動連結穴
7 外歯歯車
8 トルクリミッタ
8a カップリング
9 回転軸
9a 平行ピン
9b 平行ピン
9c 平行ピン
9d 平行ピン
10 タイミングベルト
11 プーリ
12 ギヤ軸
13 アイドラギヤプーリ
13a 外歯歯車部
13b プーリ部
14 外歯歯車
15 固定軸
17 タイミングベルト
18 プーリ
18a カップリング
19 回転軸
20 固定軸
21 アイドラギヤ
21a 内歯歯車部
21b 外歯歯車部
22 回転軸
22a 平行ピン
22b 平行ピン
23 外歯歯車
24 外歯歯車
25 内歯歯車
28 外歯歯車
30 駆動装置
31 側板
31a 軸受
32 側板
32a 軸受
32b 軸受
40 定着装置
41 給紙カセット
42 給紙ローラ
43 レジストローラ
44 レジストローラ
45 定着ローラ
47 加圧ローラ
56 スタック部
60 プロセスユニット
61 感光体
62 現像装置
62a 現像ローラ
63 帯電装置
64 ドラムクリーニング装置
65 光書込ユニット
71 ベルトクリーニング装置
72 クリーニングバックアップローラ
74 一次転写ローラ
75 転写ユニット
76 駆動ローラ
77 テンションローラ
78 二次転写ローラ
79 中間転写ベルト
161 排紙ローラ対
161a 排紙ローラ
161b 排紙ローラ
162 排紙センサ
170 再給紙路
Claims (9)
- 駆動源から駆動力が入力される回転可能な入力側回転部材と、
被駆動体に駆動力を出力する回転可能な出力側回転部材と、
前記入力側回転部材から前記出力側回転部材に駆動力を伝達するための二系統の駆動伝達経路とを備えた駆動装置において、
前記二系統の駆動伝達経路のうちの一方の駆動伝達経路に対して、駆動力を伝達する駆動伝達状態と、駆動力を遮断する駆動遮断状態とを切り替え可能な駆動伝達切り替え手段と、
前記一方の駆動伝達経路が前記駆動遮断状態のときに、前記二系統の駆動伝達経路のうちの他方の駆動伝達経路から前記出力側回転部材への駆動力の伝達を許容し、前記一方の駆動伝達経路が前記駆動伝達状態のときに前記他方の駆動伝達経路から前記出力側回転部材への駆動伝達を制限する駆動伝達許容制限変更手段とを有し、
前記一方の駆動伝達経路は、回転軸部材に回転可能に保持されたプーリに架け渡されるベルト部材を用いて駆動伝達を行うように構成され、
前記駆動伝達切り替え手段は、前記プーリとは別体で前記回転軸部材上に保持された電磁クラッチであり、
前記電磁クラッチは、前記回転軸部材上に固定されたロータ部と、前記回転軸部材上に回転可能に保持された電磁コイル部と、前記回転軸部材上に該回転軸部材に沿って移動可能に保持され、前記電磁コイル部の通電時に前記ロータ部に吸着し、該電磁コイル部の非通電時に前記ロータ部と離間する駆動連結部材とから構成されており、
前記駆動連結部材は、前記回転軸部材に沿って移動可能な状態で前記プーリの被連結部に連結する連結部を有することを特徴とする駆動装置。 - 請求項1に記載の駆動装置おいて、
前記入力側回転部材は、回転可能に支持された入力側回転軸であり、
前記回転軸部材は、前記入力側回転軸であることを特徴とする駆動装置。 - 請求項1に記載の駆動装置おいて、
前記出力側回転部材は、回転可能に支持された出力側回転軸であり、
前記回転軸部材は、前記出力側回転軸であり、
前記駆動伝達許容制限変更手段は、前記出力側回転軸上に設けられていることを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一記載の駆動装置において、
前記他方の駆動伝達経路は、外歯歯車のみで駆動伝達を行うように構成したことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一記載の駆動装置おいて、
前記駆動伝達許容制限変更手段は、予め定められたトルク設定値以上のトルクを受けたときに駆動伝達を遮断するトルク制限手段であり、前記トルク設定値が、前記被駆動体の駆動トルクよりも高く、かつ、前記駆動伝達切り替え手段の伝達トルクよりも低いことを特徴とする駆動装置。 - 請求項5に記載の駆動装置において、
前記トルク制限手段が、前記トルク設定値以上のトルクを受けたときに空転するトルクリミッタであることを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一記載の駆動装置において、
前記二系統の駆動伝達経路のうち、駆動時間が短いまたは使用頻度が少ないほうの駆動伝達経路に、前記駆動伝達切り替え手段を設けたことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至7のいずれか一記載の駆動装置において、
前記二系統の駆動伝達経路は、前記入力側回転部材と前記出力側回転部材との回転方向が同じになる駆動伝達経路と、前記入力側回転部材と前記出力側回転部材との回転方向が逆になる駆動伝達経路とであることを特徴とする駆動装置。 - 画像を形成する画像形成手段と、
被駆動体に駆動力を伝達させて駆動させる駆動手段とを備えた画像形成装置において、
前記駆動手段として、請求項1乃至8のいずれか一記載の駆動装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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Applications Claiming Priority (2)
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- 2016-07-14 JP JP2016139600A patent/JP6741231B2/ja active Active
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